自动内存管理
运行时数据区
线程私有的：虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器
线程共享的：方法区、堆
程序计数器
线程私有的区域，指向本线程下一条要执行的字节码。不会抛出OOM异常
虚拟机栈
为执行java方法提供服务，如果栈深度超过允许范围，会抛出StackOverflowError；如果允许虚拟机栈扩展，在申请不到内存无法进行扩展时，会抛出OutOfMemoryError
本地方法栈
为执行native方法提供服务，类似于虚拟机栈，也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError
堆
为对象实例和数组分配内存要在堆上进行。会抛出OOM异常。
堆可以位于物理上不连续的空间，逻辑连续即可。
GC的主要区域
方法区
保存虚拟机运行过程中加载的类信息、常量、静态变量等。
无法分配内存时，抛出OOM异常
这个区域的GC只要回收无用常量、卸载类
对象的创建过程
类加载、分配内存（如何保证原子性？）、内存清零、设置对象头、init
对象的内存布局：对象头、实例数据、对齐填充
垃圾回收机制
自动垃圾回收需要考虑的三个问题：
- 回收哪些内存？对象存活判断（引用计数、可达性分析）
- 什么时候回收？
- 怎么回收？
垃圾回收算法
标记-清除
空间碎片
复制算法
Eden：From Survivor：To Survivor=8：1：1
复制操作效率低
标记-整理
分代算法
新生代和老年代采用不同算法
垃圾收集器
CMS
Concurrent Mark Sweep，顾名思义，采用标记清除算法回收垃圾，工作在老年代，多线程。工作过程如下：
- 初始标记（Stop The World）：标记与GC Roots直接相关的对象
- 并发标记：根据上一阶段的标记遍历标记
- 重新标记（STW）：处理上一阶段用户线程对内存做的改动
- 并发清除
CMS的缺点：
- 对CPU资源非常敏感
- 浮动垃圾：并发清除阶段由用户线程产生的垃圾内存
- 空间碎片：标记清除算法的缺陷
G1
Garbage-First，多线程，新生代和老年代不再物理隔离，将内存分区Region，新生代和老年代都由一系列的Region组成，维护Region的优先队列，每次优先回收价值大的Region（因此叫GarbageFirst），标记整理算法
工作过程：
- 初始标记：STW，标记与GC Roots直接相关的对象
- 并发标记：遍历标记
- 最终标记：STW，修正
- 筛选回收：STW，对Region根据回收价值和成本进行排序，按照用户期望进行回收
GC 分为两类：minorGC和major/fullGC。
minorGC发生在新生代，快；
fullGC发生在老年代，慢一个数量级
内存分配策略
自动内存管理可以分为两个模块：如何分配内存、如何回收内存
堆的分区
总体分为新生代和老年代
新生代采用复制算法回收内存，因此又可以分为三个区：Eden、From Survivor、To Survivor
jvm分配内存的常用策略
下面来看jvm分配内存的常用策略：
- 对象优先分配在Eden区
- 大对象直接进入老年代，利用担保机制
- 长期存活的对象进入老年代：每个对象都有年龄，如果对象熬过第一次minorGC并且进入了Survivor区，则age=1；以后每次存活，age++；当age达到一定值之后，对象晋升老年代
新生代对象内存分配过程：首先查看eden区空间是否够用，不够用则进行一次minor gc到survivor区，如果survivor区也不够用，通过分配担保机制转移到老年代。
JVM调优
类加载
类加载是如何把字节码转换成运行时数据
类加载的过程
类加载分为：
加载、验证、准备、解析、初始化、卸载
其中加载、验证、准备、初始化、卸载这5个过程必须按顺序开始（而不是“完成”）
加载
加载过程做了什么？
- 根据类全限定名获取二进制字节码
- 将字节码转换为运行时数据结构放在方法区
- 创建该类对应的Class对象
验证
验证字节码是否符合虚拟机规范
准备
类变量分配内存、置零
解析
符号引用转化为直接引用
符号引用：字面量
直接引用：地址
初始化
类构造方法 <clinit>()，由类变量赋值语句和static块合成
类加载器
类和它的类加载器共同确立了这个类在jvm中的唯一性
双亲委派模型
类加载器具有层次化，从上往下依次是：
- 启动类加载器
- 扩展类加载器
- 应用类加载器
双亲委派模型的工作过程：
如果一个类加载器收到了一个类加载请求，它首先会把加载任务交给上一层类加载器，如果上层类加载器不能完成类加载，则由自己完成类加载。
破坏双亲委派模型
- 重写loadClass()方法
- 线程上下文类加载器 Thread Context ClassLoader
- OSGi